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Optimieren der Reinigung von Hanffasern auf Kammschütteln

Optimisation of hemp fibre cleaning on comb shakers

  • Naturfasern erleben seit etwa 20 Jahren weltweit eine Renaissance und sind insbesondere als technische Fasern für Bau- und Dämmstoffe oder als Verstärkungsfasern in Verbundwerkstoffen für höherwertige Funktionen im Automobil- und Flugzeugbau gefragt. Nachdem wesentliche Fragen des Anbaus und der Ernte von Fasernpflanzen erfolgreich in den letzten Jahren gelöst wurden, bestehen die größten Defizite derzeit in den verfahrenstechnischen Prozessen der Faserngewinnung aus Hanfstroh. Neben effizienten Verfahren zum Strohaufschluss ist insbesondere eine Optimierung der Faserreinigung erforderlich. Die systematische Untersuchung verschiedener Reinigungssysteme ergab, dass Kammschüttel am besten die technischen und wirtschaftlichen Forderungen der industriellen Kurzfaserindustrie erfüllen. Für detaillierte Untersuchungen wurde deshalb eine Versuchsschüttel für die Verarbeitung von Hanffaser-Schäben-Gemischen entwickelt und erprobt. Aufbauend auf diesen Untersuchungen konnten erstmals grundlegende Modelle für den Massestrom und dasNaturfasern erleben seit etwa 20 Jahren weltweit eine Renaissance und sind insbesondere als technische Fasern für Bau- und Dämmstoffe oder als Verstärkungsfasern in Verbundwerkstoffen für höherwertige Funktionen im Automobil- und Flugzeugbau gefragt. Nachdem wesentliche Fragen des Anbaus und der Ernte von Fasernpflanzen erfolgreich in den letzten Jahren gelöst wurden, bestehen die größten Defizite derzeit in den verfahrenstechnischen Prozessen der Faserngewinnung aus Hanfstroh. Neben effizienten Verfahren zum Strohaufschluss ist insbesondere eine Optimierung der Faserreinigung erforderlich. Die systematische Untersuchung verschiedener Reinigungssysteme ergab, dass Kammschüttel am besten die technischen und wirtschaftlichen Forderungen der industriellen Kurzfaserindustrie erfüllen. Für detaillierte Untersuchungen wurde deshalb eine Versuchsschüttel für die Verarbeitung von Hanffaser-Schäben-Gemischen entwickelt und erprobt. Aufbauend auf diesen Untersuchungen konnten erstmals grundlegende Modelle für den Massestrom und das Trennverhalten von Fasern und Schäben entwickelt und zu einem Kammschüttel-Gesamtmodell zusammengefügt werden. Hiermit wurden mit wenigen Simulationsrechnungen geeignete Konstruktionsvorgaben für die Hauptabmessungen und zentrale Betriebsparameter ermittelt sowie ein Prototyp entwickelt. Mit der im Ergebnis vorgestellten Konstruktion steht für die Reinigung von Hanffaser-Schäben-Gemischen eine optimierte Reinigungsmaschine zur Verfügung, die alle auf der Grundlage der Praxiserfahrungen erarbeiteten aktuellen Anforderungen erfüllt.zeige mehrzeige weniger
  • There is an increasing demand for high-quality hemp and flax fibres as a raw material e.g. for the production of natural fibre reinforced composites. Efficient production technologies are already employed for cultivation and harvest of hemp and flax. But there is a substantial need for powerful technologies for fibre processing to ensure a reliable supply of quality fibres for the market. Particularly, efficient decortication and cleaning technologies are needed for economic plant operation. Comb shakers proved to have the highest potential to fulfil the requirements of industrial short fibre production. For detailed investigations an experimental comb shaker has been developed and tested. On the basis of the experimental results a model for the mass flow and the screening process of fibre-hurd-mixtures has been developed. Both models were combined to a machine model of a comb shaker. General design parameters such as optimum shaker frequency, screen inclination as well as the necessary screen length for a required cleaning result canThere is an increasing demand for high-quality hemp and flax fibres as a raw material e.g. for the production of natural fibre reinforced composites. Efficient production technologies are already employed for cultivation and harvest of hemp and flax. But there is a substantial need for powerful technologies for fibre processing to ensure a reliable supply of quality fibres for the market. Particularly, efficient decortication and cleaning technologies are needed for economic plant operation. Comb shakers proved to have the highest potential to fulfil the requirements of industrial short fibre production. For detailed investigations an experimental comb shaker has been developed and tested. On the basis of the experimental results a model for the mass flow and the screening process of fibre-hurd-mixtures has been developed. Both models were combined to a machine model of a comb shaker. General design parameters such as optimum shaker frequency, screen inclination as well as the necessary screen length for a required cleaning result can be easily identified with only a small number of simulation calculations with this novel model. Finally, a prototype of a comb shaker has been developed that fulfils the common requirements of efficient fibre cleaning in industrial short fibre production.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Verfasserangaben: Ralf Pecenka
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus-5879
Gutachter / Betreuer:Prof. Dr.-Ing. Peter Ay
Dokumentart:Dissertation
Sprache:Deutsch
Erstellungsjahr:2008
Datum der Abschlussprüfung:18.03.2008
Datum der Freischaltung:05.01.2009
Freies Schlagwort / Tag:Faserreinigung; Modellierung; Naturfaser; Sieben; Simulation
Fibre cleaning; Modelling; Natural fibre; Screening; Simulation
GND-Schlagwort:Faserhanf; Hanfverarbeitung; Vergleichsverfahren
Fakultät / Fachgebiet:Fakultät 2 Umwelt und Naturwissenschaften / FG Aufbereitungstechnik und Sekundärrohstofftechnologie (ehemals)
Name der Einrichtung zum Zeitpunkt der Publikation:Fakultät für Umweltwissenschaften und Verfahrenstechnik (eBTU) / LS Aufbereitungstechnik
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